Spatial planning and architectural design for the integration of civil infrastructure into landscapes: inferences from renewable energy works and dams

Abstract

The case of renewable energy (RE) has demonstrated that the integration of civil infrastructure into landscapes can be a major challenge. Negligence over impacts to natural and cultural characteristics of landscapes and marginalization of communities affected by those impacts, can lead to a vicious cycle of public unrest and developmental disorder. In this work, we initially investigate how civil infrastructure transforms landscapes, both quantitatively-spatially and qualitatively-perceptually. Then, utilizing the results of this investigation we proceeded with proposing upgrades to spatial planning and architectural design of infrastructure, aiming for its improved integration into landscapes. The study goes into more detail in the study of wind, solar, hydroelectric energy works and dams but the inferences drawn refer to all major infrastructure works. The analysis is structured in three hierarchical levels of analysis in gradually decreasing spatial scales: (A) Global scale – Comparative assessment of the generic landscape impacts of different types of infrastructure works: Stakeholders in the development of infrastructure are often uncertain about whether landscape impacts are a genuine and objective issue or whether they should be attributed to biased NIMBY (not in my back yard) dispositions by the public. This uncertainty eventually conflicts with the development of optimal design methods for the mitigation of impacts. For this reason, our analysis initiates with an investigation of whether the extents and the severity of landscape impacts of different types of infrastructure can be generically and objectively quantified and compared. RE works were analysed in detail in this regard, utilizing literature and data from realized projects, from global sources. Three established metrics of landscape impacts were elected as insightful indicators of landscape impacts: land use, visibility and public perception. Through the investigation of these metrics, it was demonstrated that wind energy works have been, on average, the most impactful to landscapes, per unit energy generation, followed by solar photovoltaic projects and hydroelectric dams, respectively. More broadly, it was concluded that different types of infrastructure indeed have different generic landscape impacts and therefore different mitigation approaches are suitable in each case. These approaches are highly dependent on: (i) whether the examined infrastructure-type is perceived negatively by the public, within landscapes, (ii) the spatial extents of its visual impacts and land-use requirements and (iii) its receptivity or not of architectural treatment. (B) National-regional scale - Improving spatial planning for landscape integration: In this scale, emphasis is given on the treatment of types of infrastructure works that receive strong criticism over their visual impacts. So far, visibility analysis has been established as the primary tool that informs the siting of projects, in order to reduce their visibility from within scenic landscapes. However, conventional visibility analyses have limited utility as a planning tool as they can only be applied in late planning stages when project's locations have already been finalized. This is due to the fact that they require those locations as input. Therefore, we propose reversing visibility analyses by using the locations of protected landscape elements as the input of visibility analyses. This methodological shift allows for the generation of fixed landscape-protection maps surrounding important landscape elements which enjoy the advantages of: (i) proactiveness, as they can be used to anticipate landscape impacts from earlier planning stages, before projects' locations have been finalized, (ii) time-saving, as they only need to be calculated once within a region or country, discarding the requirement for individual visibility analysis for each new project and (iii) better compatibility with participatory planning processes. The implementation of reverse visibility analysis was investigated in practice, in the region of Thessaly, Greece, where Reverse – Zone of Theoretical Visibility (R-ZTV) maps were formed and then used to project visual impacts from planned wind energy projects to the protected landscape elements of the region.(C) Project's site scale – The utility and potential of architectural and landscape design: In this scale, we investigated the utility of architectural treatment of infrastructure, in the context of mitigating their landscape impacts. To this aim, we formulated a typology of global practices of architectural and landscape design in dams and investigated them from a cost-benefit perspective. The investigation demonstrated that the implementation of architectural and landscape design (i) can measurably improve the public perception of infrastructure and (ii) that there are no insurmountable technical or cost-associated limitations to its wider implementation. It is thus overall argued that architectural and landscape design studies could and should be implemented more widely in the infrastructure projects that are capable of such treatment.

Η περίπτωση των έργων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) κατέδειξε ότι η ένταξη των έργων υποδομής στα τοπία μπορεί να αποτελέσει σημαντική πρόκληση. Συγκεκριμένα, η παραμέληση των επιπτώσεων των έργων στα φυσικά και πολιτιστικά χαρακτηριστικά των τοπίων και η περιθωριοποίηση των κοινοτήτων που επηρεάζονται από αυτές τις επιπτώσεις, φαίνεται να οδηγεί σε έναν φαύλο κύκλο αναπτυξιακής αβεβαιότητας και δημόσιας αναταραχής. Στην παρούσα εργασία, αρχικά διερευνάται το πώς τα έργα υποδομής τροποποιούν τα τοπία, τόσο από χωρική-ποσοτική άποψη όσο και αντιληπτικά-ποιοτικά. Στη συνέχεια, αξιοποιώντας τα αποτελέσματα αυτής της διερεύνησης προτείνονται βελτιώσεις στον χωρικό και αρχιτεκτονικό σχεδιασμό των έργων υποδομής, με στόχο την καλύτερη ένταξή τους στα τοπία. Η μελέτη εμβαθύνει στη μελέτη έργων αιολικής, ηλιακής, υδροηλεκτρικής ενέργειας και φραγμάτων, αλλά τα συμπεράσματα που εξάγονται αφορούν όλα τα μεγάλα έργα υποδομής. Η ανάλυση δομείται σε τρία ιεραρχικά επίπεδα σε βαθμιαία φθίνουσες χωρικές κλίμακες: (Α) Παγκόσμια κλίμακα – Συγκριτική αξιολόγηση των τυπικών επιπτώσεων των διαφόρων τύπων έργων υποδομής στο τοπίο: Οι φορείς που συμμετέχουν στον σχεδιασμό, την αδειοδότηση και τις επενδύσεις σε έργα υποδομής συχνά αμφιβάλλουν για το κατά πόσο οι αποκαλούμενες "επιπτώσεις στο τοπίο" είναι ένα αντικειμενικό ζήτημα ή εάν είναι μια ακόμα έκφραση μιας προκατειλημμένης αρνητικής στάσης των τοπικών κοινωνιών απέναντι σε νέα έργα. Η αβεβαιότητα αυτή όμως δυσχεραίνει την ανάπτυξη μεθόδων σχεδιασμού για τον μετριασμό αυτών των επιπτώσεων. Για το λόγο αυτό, η ανάλυσή ξεκινά διερευνώντας το κατά πόσον η χωρική έκταση και η σοβαρότητα των επιπτώσεων των διαφορετικών τύπων υποδομής στο τοπίο μπορεί να ποσοτικοποιηθεί και να συγκριθεί με αντικειμενικό και καθολικό τρόπο. Τα έργα ΑΠΕ αναλύθηκαν λεπτομερώς από αυτή τη σκοπιά, μελετώντας την επιστημονική βιβλιογραφία και δεδομένα από υλοποιημένα έργα, από παγκόσμιες πηγές. Τρεις δείκτες των επιπτώσεων των έργων στο τοπίο επιλέχθηκαν ως οι πιο χαρακτηριστικοί και αναλύθηκαν σε βάθος: η χρήση γης, η ορατότητα και η κοινή γνώμη για την επίπτωση των έργων στο τοπίο. Τα αποτελέσματα από τη διερεύνηση αυτών των δεικτών έδειξαν ότι τα έργα αιολικής ενέργειας είναι μέχρι σήμερα, κατά μέσο όρο, τα πιο επιδραστικά στα τοπία, ανά μονάδα παραγωγής ενέργειας, ακολουθούμενα από τα ηλιακά φωτοβολταϊκά έργα και τα υδροηλεκτρικά φράγματα, κατά σειρά. Γενικότερα, συνάγεται το συμπέρασμα ότι διαφορετικοί τύποι έργων υποδομής έχουν όντως διαφορετικών τύπων επιπτώσεις στο τοπίο και επομένως σε κάθε περίπτωση χρειάζονται στοχευμένες προσεγγίσεις για τον μετριασμό τους. Οι προσεγγίσεις αυτές φαίνεται να απαιτούν διαφοροποίηση ανάλογα με: (i) το εάν ο εξεταζόμενος τύπος έργου γίνεται αντιληπτός αρνητικά από την κοινή γνώμη, στο πλαίσιο του τοπίου, (ii) τη χωρική έκταση των επιπτώσεων του στο τοπίο είτε από άποψη χρήσης γης είτε οπτικά και (iii) την επιδεκτικότητα τους σε αρχιτεκτονική επεξεργασία. (Β) Εθνική κλίμακα & κλίμακα Διοικητικής Περιφέρειας- Βελτίωση του χωρικού σχεδιασμού για την ένταξη των έργων υποδομής στο τοπίο: Σε αυτή την κλίμακα, δίνεται έμφαση στα έργα υποδομής τα οποία δέχονται έντονη κριτική για τις οπτικές τους επιπτώσεις στα τοπία. Μέχρι σήμερα, η λεγόμενη ανάλυση ορατότητας έχει καθιερωθεί ως το βασικό εργαλείο χωροθέτησης αυτών των έργων, ούτως ώστε να μειώνεται η ορατότητά τους από περιοχές υψηλής τοπιακής αξίας. Ωστόσο, οι συμβατικές αναλύσεις ορατότητας έχουν περιορισμένη χρησιμότητα ως εργαλείο πρόβλεψης και αποφυγής των επιπτώσεων, καθώς μπορούν να εφαρμοστούν μόνο στα τελευταία στάδια του σχεδιασμού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι για να υλοποιηθούν οι αναλύσεις αυτές απαιτείται οι τοποθεσίες των εξεταζόμενων έργων να έχουν ήδη καθοριστεί. Για την βελτίωση λοιπόν του χωρικού σχεδιασμού των έργων προτείνεται η αντιστροφή των αναλύσεων ορατότητας, ώστε οι αναλύσεις να μπορούν να υλοποιηθούν νωρίτερα, από τη σκοπιά των τοποθεσιών των προστατευόμενων στοιχείων του τοπίου, έναντι των τοποθεσιών των έργων. Αυτή η μεθοδολογική αλλαγή επιτρέπει τη δημιουργία σταθερών χαρτών προστασίας τοπίου που περιβάλλουν τα σημαντικά στοιχεία των τοπίων, οι οποίοι έχουν τα εξής πλεονεκτήματα: (i) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη των επιπτώσεων στο τοπίο από πρώιμα στάδια σχεδιασμού, πριν οριστικοποιηθούν οι τοποθεσίες των έργων, (ii) μπορούν να εξοικονομήσουν χρόνο, καθώς χρειάζεται να εφαρμοστούν μόνο μία φορά σε μια περιοχή ή χώρα, υποκαθιστώντας την ανάγκη για μεμονωμένη ανάλυση ορατότητας για κάθε νέο έργο και (iii) έχουν καλύτερη συμβατότητα με τις διαδικασίες συμμετοχικού σχεδιασμού. Η αντίστροφη ανάλυση ορατότητας εφαρμόστηκε διερευνητικά στην περιφέρεια της Θεσσαλίας, για την οποία διαμορφώθηκαν χάρτες Αντιστρόφων Ζωνών Θεωρητικής Ορατότητας (Α-ΖΘΟ) οι οποίοι στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν για την πρόβλεψη των οπτικών επιπτώσεων από προγραμματισμένα έργα αιολικής ενέργειας σε προστατευόμενα στοιχεία του τοπίου.(Γ) Κλίμακα τοποθεσίας του έργου – Η χρησιμότητα και οι δυνατότητες επέκτασης του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού των έργων: Σε αυτή την κλίμακα, διερευνήθηκε η χρησιμότητα της αρχιτεκτονικής επεξεργασίας των έργων υποδομής, στο πλαίσιο του μετριασμού των επιπτώσεών τους στο τοπίο. Για το σκοπό αυτό, αναλύθηκαν οι διεθνείς πρακτικές αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και σχεδιασμού τοπίου στα φράγματα και συστάθηκε μια τυπολογία παρεμβάσεων οι οποίες και διερευνήθηκαν από άποψη κόστους-οφέλους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι εφαρμογή μελετών αρχιτεκτονικής και αρχιτεκτονικής τοπίου (i) μπορεί να βελτιώσει μετρήσιμα την κοινή γνώμη για τα έργα υποδομής και (ii) ότι δεν υπάρχουν ανυπέρβλητοι τεχνικοί ή οικονομικοί περιορισμοί στην ευρύτερη εφαρμογή τέτοιων μελετών. Επομένως, συμπεραίνεται συνολικά ότι η αρχιτεκτονική επεξεργασία των έργων υποδομής έχει αντίκρισμα και ότι υπάρχουν προοπτικές για την επέκταση της εφαρμογής αρχιτεκτονικών μελετών σε όποια από τα έργα υποδομής υπάρχει αυτή η δυνατότητα.